1、第 1 页，共 5 页动量守恒实验1. 某物理兴趣小组利用如图 1 所示的装置进行实验在足够大的水平平台上的 A 点放置一个光电门，水平平台上 A 点右侧摩擦很小可忽略不计，左侧为粗糙水平面，当地重力加速度大小为 g采用的实验步骤如下：在小滑块 a 上固定一个宽度为 d 的窄挡光片；用天平分别测出小滑块 a（含挡光片）和小球 b 的质量 ma、m b；在 a 和 b 间用细线连接，中间夹一被压缩了的轻弹簧，静止放置在平台上；细线烧断后，a、b 瞬间被弹开，向相反方向运动；记录滑块 a 通过光电门时挡光片的遮光时间 t；滑块 a 最终停在 C 点（图中未画出），用刻度尺测出 AC 之间的距离 S
2、a；小球 b 从平台边缘飞出后，落在水平地面的 B 点，用刻度尺测出平台距水平地面的高度 h 及平台边缘铅垂线与 B 点之间的水平距离 Sb；改变弹簧压缩量，进行多次测量（1）该实验要验证“动量守恒定律”，则只需验证_ = _ 即可（用上述实验数据字母表示）（2）改变弹簧压缩量，多次测量后，该实验小组得到 Sa与的 关系图象如图 2 所示，图线的斜率为 k，则平台上 A 点左侧与滑块 a 之间的动摩擦因数大小为_ （用上述实验数据字母表示）2. 如图，用“碰撞试验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系试验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的但是，可以通过仅
3、测量_ （填选项前的序号）来间接地解决这个问题A小球开始释放高度 h B小球抛出点距地面的高度 H C小球做平抛运动的射程图中 O 点是小球抛出点在地面上的垂直投影，实验时，先让入射球 m1 多次从斜轨上 S 位置静止释放，找到其平均落地点的位置 P，测量平抛射程 OP，然后，把被碰小球 m2 静止于轨道的水平部分，再将入射小球 m1 从斜轨上 S 位置静止释放，与小球 m2 相撞，并多次重复椐图可得两小球质量的关系为_ ，接下来要完成的必要步骤是_ （填选项的符号）A用天平测量两个小球的质量 m1、m 2 B测量小球 m1 开始释放高度 h C测量抛出点距地面的高度 h D分别找到 m1、m
4、 2 相碰后平均落地点的位置 M、N E测量平抛射程 OM，ON 若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为_ 用中测量的量表示）若碰撞是弹性碰撞那么还应满足的表达式为_ （用中测量的量表示）3. 如图所示，气垫导轨是常用的一种实验仪器。它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在导轨上，滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦。第 2 页，共 5 页我们可以用带竖直挡板 C、D 的气垫导轨以及滑块 A、B 来验证动量守恒定律，实验装置如图所示（弹簧的长度忽略不计），采用的实验步骤如下：（a）用天平分别测出滑块 A、B 的质量 mA、m B。（b）调整气垫导轨，使导轨处于水平。（c）在滑块
5、 A、滑块 B 间放入一个被压缩的轻弹簧，用电动卡销锁定，静止放置在气垫导轨上。（d）用刻度尺测出滑块 A 的左端至板 C 的距离 L1。（e）按下电钮放开卡销，同时使分别记录滑块 A、B 运动时间的计时器开始工作。当滑块 A、B 分别碰撞挡板 C、D 时停止计时，计下滑块 A、B 分别到达挡板C、D 的运动时间 t1 和 t2。（1）实验中还应测量的物理量是_。（2）利用上述测量的实验数据，验证动量守恒定律的表达式是_，由此公式算得的 A、B 两滑块的动量大小并不完全相等，产生误差的原因是_。（3）利用上述实验数据还能测出被压缩弹簧的弹性势能，请写出表达式_。4. 某同学用如图甲所示的装置验
6、证碰撞中的动量守恒，并测滑块与桌面间的动摩擦因数。一根长为 L 的轻质细线一端拴住质量为 m 的小钢球，细线的另一端固定在悬点 O，在 O 点正下方的水平桌面上放一质量为 M（Mm）的小滑块，滑块上固定一宽度为 d（很小）的轻质遮光片。滑块左侧的水平桌面上固定两光电门A、B 其中光电门 A 右侧的桌面光滑，左侧的桌面粗糙。光电门有两种计时功能，既可以记录遮光片到达两光电门的时间差 t，又可以记录遮光片分别在两光电门处的遮光时间 tA和 tB。（1）将小球向右拉至细线水平后静止释放，小球在最低点与滑块碰撞后反弹上升，测出细线的最大偏角为 ，滑块通过光电门 A 时遮光时间为 tA，已知重力加速度为
7、 g则验证小球与滑块在碰撞过程中动量守恒的表达式为_（用字母M、m、L、d、 tA、g 表示）。（2）将光电门 A 固定，调节光电门 B 的位置，重复（1）中的实验步骤，记录各次实验中的 t 值，并测量 A、B 两光电门的间距 s，作出 图象如图乙所示。取重力加速度 g=9.8m/s2，则滑块与水平桌面间的动摩擦因数 =_ （结果保留两位有效数字）。5. 如图甲所示，在验证动量守恒定律实验时，小车 A 的前端粘有橡皮泥，推动小车A 使之做匀速运动。然后与原来静止在前方的小车 B 相碰并粘合成一体，继续匀速运动，在小车 A 后连着纸带，电磁打点计时器电源频率为 50Hz，长木板右端下面垫放小木片
8、用以平衡摩擦力。（1）若获得纸带如图乙所示，并测得各计数点间距（已标在图上）A 为运动起始的第一点，则应选_段来计算 A 的碰前速度，应选_段来计算 A 和 B碰后的共同速度（填“AB”或“BC”或“CD”或“DE”）。第 3 页，共 5 页（2）已测得小车 A 的质量 m1=0.30kg，小车 B 的质量为 m1=0.20kg，由以上测量结果可得碰前系统总动量为_kgm /s，碰后系统总动量为_kgm/s（结果保留四位有效数字）（3）实验结论：_。6. 在“探究碰撞中的不变量”实验中常会用到气垫导轨，导轨与滑块之间形成空气垫，使滑块在导轨上运动时几乎没有摩擦。现在有滑块 A、B 和带竖直挡板
9、 C、D的气垫导轨，用它们探究碰撞中的不变量，实验装置如图所示（弹簧的长度忽略不计）。采用的实验步骤如下：a用天平分别测出滑块 A、B 的质量 mA、m B；b调整气垫导轨使之水平；c在 A、B 间放入一个被压缩的轻弹簧，用电动卡销锁定，静止放置在气垫导轨上；d用刻度尺测出 A 的左端至挡板 C 的距离 L1；e按下电钮放开卡销，同时开始计时，当 A、B 滑块分别碰撞挡板 C、D 时结束计时，记下 A、B 分别到达 C、D 的运动时间 t1 和 t2。（1）实验中还应测量的物理量及其符号是_。（2）若取 A 滑块的运动方向为正方向，则放开卡销前，A、B 两滑块质量与速度乘积之和为_；A、B 两
10、滑块与弹簧分离后，质量与速度乘积之和为_。若这两个和相等，则表示探究到了“碰撞中的不变量”。（3）实际实验中，弹簧作用前后 A、B 两滑块质量与速度乘积之和并不完全相等，可能产生误差的原因有_。A气垫导轨不完全水平 B滑块 A、B 的质量不完全相等C滑块与导轨间的摩擦力不真正为零 D质量、距离、时间等数据的测量有误差7. 小刚同学设计了一个用电磁打点计时器验证动量守恒定律的实验：（1）下面是实验的主要步骤：把长木板放置在水平桌面上，其中一端用薄木片垫高；把打点计时器固定在长木板的一端；将纸带穿过打点计时器并固定在小车 A 的一端；把小车 A 的前端固定橡皮泥，让小车 B 静止的放置在木板上；先
11、_，再_，接着与原来静止在前方的小车 B 相碰并粘合成一体继续运动；（以上两空填写后续描述中的字母符号：a推动小车 A 使之运动，b接通电源）关闭电源，取下纸带，换上新纸带，重复步骤，选出较理想的纸带如图乙所示；用天平测得小车 A 的质量为 m1=0.4kg，小车 B 的质量为 m2=0.2kg（2）在上述实验步骤中，还需完善的步骤是_（填写步骤序号并完善该步骤）（3）若已测得打点纸带如图乙所示，并测得各计数点间距（已标在图上）A 为第 4 页，共 5 页运动的起点，则应选_段来计算 A 碰前的速度应选_段来计算 A 和 B碰后的共同速度；（以上两空选填“AB”或“BC”或“CD”或“DE”）
12、（4）根据以上实验数据计算，碰前两小车的总动量为_ kgm/s，碰后两小车的总动量为_ kgm /s（以上两空结果保留三位有效数字）（5）试说明（4）问中两结果不完全相等的主要原因是_8. 某同学设计了一个用打点计时器探究碰撞过程中不变量的实验：在小车 A 的前端粘有橡皮泥，推动小车 A 使之做匀速运动然后与原来静止在前方的小车 B 相碰并粘合成一体，继续做匀速运动，他设计的具体装置如图 1 所示在小车 A 后连着纸带，电磁打点计时器电源频率为 60Hz，长木板下垫着小木片用以平衡摩擦力 （1）若已得到打点纸带如图 2 所示，并将测得的各计数点间距离标在图上，A 点是运动起始的第一点，则应选_
13、 段来计算 A 的碰前速度，应选_ 段来计算 A 和 B 碰后的共同速度（以上两格填“AB”或“BC”或“CD”或“DE”）（2）已测得小车 A 的质量 m1=0.80kg，小车 B 的质量 m2=0.40kg，由以上测量结果可得：碰前 mAvA+mBvB= _ kgm/s；碰后 mAvA+mBvB= _ kgm/s（计算结果保留三位有效数字）9. 某同学设计了一个用打点计时器研究动量守恒定律的实验：在小车 A 的前端粘有橡皮泥，推动小车 A 使之做匀速运动，然后与原来静止的前方的小车 B 相碰并粘合成一体，继续做匀速运动，他设计的具体装置如（a）图所示，在小车 A 后连着纸带，电磁打点计时器电源频率为 50Hz，长木板右端下面垫放小木片用以平衡摩擦力（1）若已测得打点纸带如（b）图所示，并测得各计数点间距（已标在图示上），A 为运动的起点，则应选_ 段来计算 A 碰前速度，应选_ 段来计算 A和 B 碰后的共同速度（以上两空选填“AB”“BC”“CD”“DE”）（2）已测得小车 A 的质量 m1=0.40kg，小车 B 的质量 m2=0.20kg，由以上测量结果可得：碰前总动量 P0= _ kgm/s，碰后总动量 P= _ kgm/s（结果保留三位有效数字）第 5 页，共 5 页
